JP2002181315A - 循環流動層ボイラの燃焼方法及び装置 - Google Patents

循環流動層ボイラの燃焼方法及び装置

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JP2002181315A
JP2002181315A JP2000380475A JP2000380475A JP2002181315A JP 2002181315 A JP2002181315 A JP 2002181315A JP 2000380475 A JP2000380475 A JP 2000380475A JP 2000380475 A JP2000380475 A JP 2000380475A JP 2002181315 A JP2002181315 A JP 2002181315A
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furnace
sand
fluidized bed
rdf
combustion chamber
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Kazuhiko Baba
一彦 馬場
Hirokatsu Nakagawa
博勝 中川
Takayoshi Saito
隆義 斉藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部熱交換器に未燃分が流入しないように
し、外部熱交換器内で腐食性ガスを発生させないように
する。 【解決手段】 火炉1から吹き上げられた砂を砂分離器
10で分離捕集し、外部熱交換器18を通して火炉1へ
循環させるようにしてあるRDF焚循環流動層ボイラに
おいて、火炉1を、炉内空搭速度が3.7m以上、炉内
砂滞留時間が3秒以上、炉内温度が850〜950℃で
ほぼ一定となる条件下で、RDFを炉内で完全燃焼でき
る高さに設定する。火炉1内でRDFを完全燃焼させ、
砂分離器10から外部熱交換器18へ砂だけ流入させ、
未燃分を流入させないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はRDF(ごみ固形化
燃料)を燃料として用いる循環流動層ボイラの燃焼方法
及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】RDF焚循環流動層ボイラは、図2にそ
の一例の概略を示す如く、蒸気ドラム2に接続された多
数の水冷壁管3により燃焼室としての火炉1の全体を構
成し、該火炉1内の下部位置に一次燃焼室4を、又、そ
の上方部に二次燃焼室5をそれぞれ設け、一次燃焼室4
内には、一次空気管6に接続した空気分散管7を底部に
配置して、流動媒体としての砂を充填して流動層を形成
させ、一次空気管6を通して供給した一次空気を上記空
気分散管7で分散させて該流動層を流動化させるように
し、一方、二次燃焼室5には、二次空気を導入するため
の二次空気管8を接続し、燃料バンカ9から供給された
RDFを一次空気と二次空気とによって燃焼させるよう
にし、このとき発生した燃焼熱を、上記水冷壁管3部に
て熱交換することにより回収するようにしてある。
【0003】又、上記火炉1の外部に、サイクロンの如
き砂分離器10を設置して、該砂分離器10の上部と火
炉1の頂部とを連通させ、且つ砂分離器10の下端部と
一次燃焼室4とを砂循環用ダクト11にて連通させると
共に、該砂循環用ダクト11の途中にシールボックス1
2を設置し、該シールボックス12内に、後部伝熱部1
3の過熱器14と接続した高温過熱器15を配設すると
共に、該高温過熱器15の下部位置に、流動化空気管1
6に接続した空気分散管17を配して、外部熱交換器1
8を構成し、火炉1内で吹き上げられた砂やRDFの未
燃分を、砂分離器10で分離捕集して砂循環用ダクト1
1を通し外部熱交換器18を経由させてから、一次燃焼
室4の流動層へ戻すように循環させて未燃分を完全燃焼
させるようにすると共に、上記外部熱交換器18で定格
温度の蒸気を得て熱回収を行うようにし、更に、上記砂
分離器10で砂や未燃分を分離した後の燃焼排ガスは、
砂分離器10の頂部に接続された排ガスダクト19を通
して、上記過熱器14や節炭器20、空気予熱器21等
の各熱交換器を備えている後部伝熱部13へ導くように
してある。22は砂投入バンカを示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記RDF
焚循環流動層ボイラの場合、外部熱交換器18のシール
ボックス12内に砂と共に流入する未燃分には、炭素の
他に灰分を含んでいるので、この未燃分がシールボック
ス12内で流動化空気管16から供給される流動化空気
により燃焼させられることで腐食性ガス雰囲気を作るこ
とになり、そのため、高温過熱器15に高温腐食が起
り、過熱器15の蒸気温度を高くすることができない、
という問題がある。
【0005】そこで、本発明は、外部熱交換器にRDF
の未燃分が流入しないようにして腐食性ガスを発生させ
ることがないような循環流動層ボイラの燃焼方法及び装
置を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、火炉の下部位置に、一次空気の供給によ
り砂を流動化させる流動層を形成するようにした一次燃
焼室を設けると共に、その上方部に二次空気が導入され
る二次燃焼室を設けて、上記流動層に供給されたRDF
を一次空気と二次空気とによって燃焼させるようにし、
又、上記火炉の外部に、砂分離器を上部に備えた砂循環
用ダクトを設けて、該砂分離器と火炉の頂部とを連通さ
せると共に該砂循環用ダクトの下端を上記一次燃焼室に
連通させ、且つ上記砂循環用ダクトの途中に、高温過熱
器を備えた外部熱交換器を設置し、上記流動層から吹き
上げられた砂を、火炉の頂部から取り出して砂分離器で
分離捕集した後、上記砂循環用ダクトを通し外部熱交換
器を経由させてから一次燃焼室へ戻すようにしてある循
環流動層ボイラの炉内空搭速度を3.7m以上とし、炉
内砂滞留時間を3秒以上とし、炉内温度を850〜95
0℃でほぼ一定として、RDFを炉内で完全燃焼させる
ようにする循環流動層ボイラの燃焼方法及び装置とす
る。
【0007】火炉内でRDFが完全燃焼することによ
り、砂分離器から外部熱交換器へは砂だけが循環流入す
ることになって未燃分が流入することはなくなるので、
外部熱交換器内で腐食性ガスが発生することがなくな
り、外部熱交換器内に高温過熱器を配置してもこの過熱
器が高温腐食することがなくなる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0009】図1は本発明の実施の一形態を示すもの
で、図2に示したものと同様な構成としてあるRDF焚
循環流動層ボイラにおいて、揮発分が燃焼し易いという
RDFの燃焼特性を活かして、火炉1の炉内空塔速度が
3.7〜5m、炉内での砂の滞留時間が3〜4秒、炉内
温度が850〜950℃で高さ方向に一定となるような
条件下で、RDFの燃焼が炉内のみで完結できるように
火炉1の高さ寸法を高く設定する。
【0010】詳述すると、空塔速度は、遅い方がRDF
を炉内での完全燃焼させるには有利であるが、3.7m
以下であると砂が流動化せず循環できなくなってしま
い、一方、速すぎると、火炉1の高さと滞留時間が不足
してRDFを燃焼し切れずRDFの未燃分が炉外へ運ば
れてしまうので、3.7〜5mとする。又、砂滞留時間
は、あまり遅いと運転効率が低下してしまうので、通常
運転効率が得られるように、3〜4秒とする。更に、炉
内温度については、二次燃焼室5の温度が低いと未燃分
が発生してしまうので、たとえば、二次空気管8による
二次空気の吹込位置を高さ方向に5個所選定して、火炉
1の高さ方向の8個所にある各温度計で炉内温度を見な
がら一次空気と二次空気の吹込量を制御したり、RDF
の投入量を制御することにより、高さ方向の温度分布が
850〜950℃でほぼ一定となるようにし、これらの
諸条件をバランスさせることでRDFが炉内で完全燃焼
できるように、上記火炉1の高さ寸法を、たとえば、2
1mの如く高く設定する。
【0011】RDF焚循環流動層ボイラにおいて、火炉
1の高さ寸法を、上記諸条件が満足する高さとした場
合、燃料バンカ9から火炉1内に投入されたRDFは、
該火炉1内で完全燃焼させられる。したがって、外部熱
交換器18のシールボックス12内には未燃分などの腐
食性分が混入しないため、シールボックス12内で腐食
性ガスが発生することはなく、しかも、シールボックス
12内の下部の空気分散管17から送気されるフレッシ
ュエアとしての流動化空気により砂が流動化しているた
め、腐食性ガスを含んだ火炉1からの燃焼ガスが流入す
ることもない。したがって、シールボックス12内に高
温過熱器15を配置しても腐食性ガスによる高温腐食の
影響を受けなくなるので、該過熱器15の蒸気温度を効
果的に高めることができ、これにより、廃棄物発電プラ
ントの高効率化を図ることができる。
【0012】又、上記において、火炉1内でのRDFの
燃焼は、高さ方向に850〜950℃でほぼ一定として
行われて、火炉1内の高い位置でも燃焼が行われて完全
燃焼させられるため、排ガス中のCO濃度も極めて低い
値(1ppm以下)とすることができる点でも有利とな
る。
【0013】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の循環流動層ボ
イラの燃焼方法及び装置によれば、火炉の下部位置に、
一次空気の供給により砂を流動化させる流動層を形成す
るようにした一次燃焼室を設けると共に、その上方部に
二次空気が導入される二次燃焼室を設けて、上記流動層
に供給されたRDFを一次空気と二次空気とによって燃
焼させるようにし、又、上記火炉の外部に、砂分離器を
上部に備えた砂循環用ダクトを設けて、該砂分離器と火
炉の頂部とを連通させると共に該砂循環用ダクトの下端
を上記一次燃焼室に連通させ、且つ上記砂循環用ダクト
の途中に、高温過熱器を備えた外部熱交換器を設置し、
上記流動層から吹き上げられた砂を、火炉の頂部から取
り出して砂分離器で分離捕集した後、上記砂循環用ダク
トを通し外部熱交換器を経由させてから一次燃焼室へ戻
すようにしてある循環流動層ボイラの炉内空搭速度を
3.7m以上とし、炉内砂滞留時間を3秒以上とし、炉
内温度を850〜950℃でほぼ一定として、RDFを
炉内で完全燃焼させるようにする循環流動層ボイラの燃
焼方法及び装置としてあるので、外部熱交換器にRDF
の未燃分が混入することはなく、これにより、外部熱交
換器内で腐食性ガスが発生することがないことから、外
部熱交換器内の高温過熱器への高温腐食の影響をなくす
ことができて、該過熱器の蒸気温度を高温にすることが
でき、廃棄物発電プラントの高効率化を図ることができ
ると共に、火炉内で完全燃焼させることによりCO濃度
を数ppmにすることができる、という優れた効果を発
揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の循環流動層ボイラの実施の一形態を示
す概略図である。
【図2】RDF焚循環流動層ボイラの一例を示す概略図
である。
【符号の説明】
1 火炉 4 一次燃焼室 5 二次燃焼室 10 砂分離器 11 砂循環用ダクト 14 過熱器 15 高温過熱器 18 外部熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F23C 10/02 F23G 5/14 ZABD F23G 5/14 ZAB 5/50 ZABE 5/50 ZAB ZABM ZABL F23C 11/02 311 (72)発明者 斉藤 隆義 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 Fターム(参考) 3K062 AA11 AB01 AC01 AC20 BB01 BB02 BB04 DA01 DA07 DA23 DA38 DB06 DB08 3K064 AA03 AA04 AA06 AB03 AC02 AC06 AC12 AC15 AC20 AD08 AE04 AE13 BA07 BA11 BA15 BA17 BB05

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 火炉の下部位置に、一次空気の供給によ
    り砂を流動化させる流動層を形成するようにした一次燃
    焼室を設けると共に、その上方部に二次空気が導入され
    る二次燃焼室を設けて、上記流動層に供給されたRDF
    を一次空気と二次空気とによって燃焼させるようにし、
    又、上記火炉の外部に、砂分離器を上部に備えた砂循環
    用ダクトを設けて、該砂分離器と火炉の頂部とを連通さ
    せると共に該砂循環用ダクトの下端を上記一次燃焼室に
    連通させ、且つ上記砂循環用ダクトの途中に、高温過熱
    器を備えた外部熱交換器を設置し、上記流動層から吹き
    上げられた砂を、火炉の頂部から取り出して砂分離器で
    分離捕集した後、上記砂循環用ダクトを通し外部熱交換
    器を経由させてから一次燃焼室へ戻すようにしてある循
    環流動層ボイラの炉内空搭速度を3.7m以上とし、炉
    内砂滞留時間を3秒以上とし、炉内温度を850〜95
    0℃でほぼ一定として、RDFを炉内で完全燃焼させる
    ようにすることを特徴とする循環流動層ボイラの燃焼方
    法。
  2. 【請求項2】 火炉の下部位置に、一次空気の供給によ
    り砂を流動化させる流動層を形成するようにした一次燃
    焼室を設けると共に、その上方部に二次空気が導入され
    る二次燃焼室を設けて、上記流動層に供給されたRDF
    を一次空気と二次空気とによって燃焼させるようにし、
    又、上記火炉の外部に、砂分離器を上部に備えた砂循環
    用ダクトを設けて、該砂分離器と火炉の頂部とを連通さ
    せると共に該砂循環用ダクトの下端を上記一次燃焼室に
    連通させ、且つ上記砂循環用ダクトの途中に、高温過熱
    器を備えた外部熱交換器を設置し、上記流動層から吹き
    上げられた砂を、火炉の頂部から取り出して砂分離器で
    分離捕集した後、上記砂循環用ダクトを通し外部熱交換
    器を経由させてから一次燃焼室へ戻すようにしてある循
    環流動層ボイラの上記火炉を、炉内空搭速度が3.7m
    以上、炉内砂滞留時間が3秒以上、炉内温度が850〜
    950℃でほぼ一定となる条件下でRDFを炉内で完全
    燃焼できる高さに設定した構成を有することを特徴とす
    る循環流動層ボイラの燃焼装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180000380A (ko) 2016-06-22 2018-01-03 한국에너지기술연구원 고온튜브부식과 클링커 생성 감소가 가능한 고형연료 열이용 순환유동층 연소보일러, 및 그 작동방법
KR20180073783A (ko) 2016-12-22 2018-07-03 한국에너지기술연구원 불연물과 염소성분이 포함된 고형연료 사용 순환유동층보일러에서 연소장애 극복이 가능한 순환유동층보일러 및 그 작동방법
JP2020012627A (ja) * 2018-07-19 2020-01-23 コリア インスティテュート オブ インダストリアル テクノロジーKorea Institute Of Industrial Technology 複数のライザー部を備えた流動砂下降型の循環流動層ボイラー及びその運転方法

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